本發(fā)明涉及一種包含有一個輸運(yùn)溝道的電荷耦合器件，該溝道至少有一部分具備分離區(qū)，這部分溝道被分離區(qū)再劃分為n個副溝道，通過上述做法，供應(yīng)的大量電荷Q在輸運(yùn)經(jīng)過這部分溝道時被再劃分成n部分副電荷Qj，其中下標(biāo)j＝1……n，n是大于2的整數(shù)。

本發(fā)明對于濾波器，例如橫向濾波器來說是特別重要的，其中的輸入信號是經(jīng)過加權(quán)、延遲和相加的信號。在上述種類的電荷耦合器件中，與不同的延遲時間有關(guān)的加權(quán)因子是通過將輸入信號Q（t）再劃分成副信號Qi（t）而得到的，這些副信號通過各以其本身的延遲時間的電荷耦合器件被傳送。

至于其它電路，也可應(yīng)用電荷耦合器件的電荷輸運(yùn)溝道中的電荷分布原理，就像信號要經(jīng)過不同的操作中那樣，再劃分過的輸入信號的各分量，可以用于所說操作中的一個操作。

在本文第一段里所敘述的一種電荷耦合器件，特別是從公開給公眾審查的歐洲專利申請第040423號后而為大家所知。在該申請中，建議通過二項序列以獲得給定的所需電荷分布，在若干個連續(xù)級中，電荷包每次都再劃分成兩個相等的部分，其中一個部分可以和前次分布的分量或復(fù)合分量相加，直到獲得正確的電荷分布為止。如此可得一準(zhǔn)確的分布，它實(shí)際上和處理的公差無關(guān)。但該法的缺點(diǎn)在于，為了獲得給定的電荷分布，需要大量地進(jìn)行再劃分，從而使電荷耦合器件的長度變大，也常使寬度變大，隨之帶來的是關(guān)于空間、耗散和由輸運(yùn)損耗而使信號模糊的所有固有缺點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是要提供一種在本文第一段所述的電荷耦合器件，其準(zhǔn)確的電荷分布可以用數(shù)目比較少的工序獲得。發(fā)明特別是基于下面認(rèn)識的事實(shí)，即當(dāng)兩個有相反誤差的電荷包結(jié)合并被再次劃分時，可以使所說誤差得到實(shí)質(zhì)性的降低。發(fā)明還根據(jù)認(rèn)識的事實(shí)是：因邊緣的副溝道與位于較中心的副溝道之間的不對稱性而獲得的有相反誤差的副電荷包（以后將參考附圖的描述來解釋）的同時，所說的不對稱性效應(yīng)至少部分地可以由邊緣副溝道與相鄰副溝道間的局部阻斷分離區(qū)而加以消除。

根據(jù)本發(fā)明的電荷耦合器件的特征是：至少有一個位于溝道邊緣處的副溝道被具有一個阻斷的分離區(qū)隔離相鄰副溝道，結(jié)果使這些副溝道中輸運(yùn)的副電荷再次在阻斷的區(qū)域處結(jié)合，然后在進(jìn)一步輸運(yùn)時又再一次被劃分成兩部分副電荷。

由于誤差可以用簡單方法加以降低這一事實(shí)，有可能在根據(jù)本發(fā)明的電荷耦合器件中，只用少量的劃分級就可獲得所需電荷分布。

一種重要的最佳實(shí)施例（通過它可得極其準(zhǔn)確的電荷分布）的特征是，其副溝道的寬度相等，使副電荷Qj有一個實(shí)際上是1∶1∶1……∶1的相關(guān)比例。

現(xiàn)要通過一個實(shí)施例及示意附圖更全面地敘述本發(fā)明，其中：

圖1是一種公知的有電荷再劃分的電荷耦合器件的平面圖;

圖2說明圖1中沿線Ⅱ-Ⅱ截取的電勢分布圖;

圖3是根據(jù)本發(fā)明的電荷耦合器件的平面圖;

圖4是圖3器件中取自線Ⅳ-Ⅳ的電勢分布圖;

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個電荷耦合器件實(shí)施例的平面圖。

為了要說明電荷耦合器件中可能出現(xiàn)電荷再劃分的效應(yīng)及可能對準(zhǔn)確度不利的效應(yīng)，圖1以平面圖示出一個有一般的電荷再劃分的（局部）電荷耦合器件。

器件（它可能既屬于表面溝道型（SCCD）又屬于隱埋溝道型（BCCD））包括一個溝道1，圖1平面圖示出溝道的一部分。溝道的橫向邊界以陰影線2表示。在適宜的時鐘電壓影響下電荷Q在圖的左方供給，并輸運(yùn)到右邊，時鐘電壓加到3a、3b、3c等時鐘電極上。溝道1在線Ⅱ-Ⅱ的區(qū)域處被再劃分成若干個副溝道，例如4、5和6三個副溝道，結(jié)果可以將信號Q再劃分成三個各為1/3Q的副電荷Q1、Q2、Q3。為此，給溝道1配備二個分離區(qū)7和8，它們可以用厚氧化層或用摻雜濃度不同于副溝道4、5和6的分離區(qū)來形成。分離區(qū)最好與橫向邊界2相同，但也不是必需的。

電荷分布主要是由副溝道4、5和6的寬度確定的。當(dāng)這些副溝道具有相同寬度時，電荷Q從而被再劃分成約1/3Q的副電荷包Qi。對于一個準(zhǔn)確的電荷再劃分來說，副溝道4、5和6的寬度需要有一個1∶1∶1的準(zhǔn)確比例。曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使這個比例可以做得準(zhǔn)確而又可重復(fù)，電荷再劃分中還是會出現(xiàn)偏移。為了要解釋這些偏移現(xiàn)象，圖2示出取自圖1中線Ⅱ-Ⅱ的溝道1中的電勢圖。外邊的副溝道4和6在溝道1的外邊A和D點(diǎn)，受高電勢勢壘9約束。在分離區(qū)7和8的一邊，副溝道4和6則受低電勢勢壘10約束，這些勢壘是從分離區(qū)7和8引發(fā)出來的。里面的副溝道5起初只是經(jīng)歷較低的電勢勢壘10。圖1中的最右邊，電勢勢壘10越來越高，并將達(dá)到和溝道1邊緣外電勢勢壘9一樣的高度，如圖2中的虛線所示。

三個副溝道4、5和6于是又再顯得相當(dāng)對稱。然而，在再劃分的開始，副溝道5的情況不同于邊緣溝道4和6。副溝道4和6的情況的的確確是對稱的?；∵@些理由，可以期待被引進(jìn)副溝道4和6的不是副電荷包1/3Q，而是副電荷包1/3Q-△，并且引進(jìn)中心副溝道5的是電荷包1/3Q+2△（△表示平均偏移）。

圖3是一個根據(jù)本發(fā)明的電荷耦合器件的平面圖，這種偏移在其中以非常簡單的方法至少部分地得到校正。為了明了起見，圖3所示的器件的相應(yīng)部分和圖1所示的器件用相同的參考數(shù)字;圖3中表示的3a、3b、3c等時鐘電極只是示意性的和部分的，但應(yīng)設(shè)想安排成如圖1所示的兩層導(dǎo)線的形式。如圖1所示的器件中，例如應(yīng)將輸入的電荷包再劃分成三個副電荷包，為了達(dá)到這個目的，輸運(yùn)溝道被分離區(qū)7和8再劃分成三個寬度相同的副溝道4、5和6。但分離區(qū)7現(xiàn)有一個阻斷區(qū)12。它將分離區(qū)7以及副溝道4和5分別再劃分成分離區(qū)7a和7b以及副溝道4a、5a和4b、5b。a和b部分分別位于阻斷區(qū)12的前方和后方。

在線Ⅱ-Ⅱ處，情況與圖1中的線Ⅱ-Ⅱ處的相同。輸入的電荷包Q被再劃分成三個電荷包，其中靠外副溝道4a和6中的電荷包具有數(shù)值1/3Q-△，而中心溝道5a則具有數(shù)值1/3Q+2△。

在分離區(qū)7中的阻斷區(qū)12處，副溝道4a和5a中的副電荷包被結(jié)合到具有數(shù)值2/3Q+△的電荷包。在圖4中，示出沿線Ⅳ-Ⅳ的電勢分布，其中被結(jié)合的電荷包再次被再劃分成二個副電荷包。副溝道6在橫向上受橫向邊界2所構(gòu)成的電勢勢壘9和受無阻斷分離區(qū)8構(gòu)成的電勢勢壘13的約束。被引入到該副溝道的數(shù)值為1/3Q-△的副電荷包不受改變地再進(jìn)行輸運(yùn)。在分離區(qū)7中阻斷區(qū)12處被結(jié)合的數(shù)值為2/3Q+△的電荷包在區(qū)7b的起始處再次被再劃分為兩個副電荷包。在線Ⅳ-Ⅳ的點(diǎn)G處的電平，電勢勢壘仍然是低的，如圖4中所示。副溝道4和5在外邊分別受溝道邊界2所構(gòu)成的高電勢勢壘9和受無阻斷分離區(qū)8所構(gòu)成的高電勢勢壘13的約束。由于副溝道4和5的電勢分布實(shí)際上是對稱的這一事實(shí)，以及由于可能使副溝道的寬度比例準(zhǔn)確地為1∶1這一事實(shí)，被結(jié)合的電荷包2/3Q+△可以準(zhǔn)確地被再劃分成兩個相等的部分。于是引入副溝道4b和5b的副電荷包各具有一個實(shí)際上等于1/3Q+1/2△的數(shù)值。這意味著分離區(qū)7中只有一個阻斷時，靠外的副溝道4中的誤差可以減半。在中心副溝道5中甚至可以減至四分之一，對許多應(yīng)用來說，這會產(chǎn)生足夠高的準(zhǔn)確度。

如果需要，用一類似的方法，在分離區(qū)8中提供一個阻斷，也可以在電荷耦合器件的下一級降低副溝道6中的誤差，，結(jié)果是，各具有數(shù)值為1/3Q+△和1/3Q+1/2△的相應(yīng)副電荷包首先結(jié)合成具有數(shù)值為2/3Q-1/2△的電荷包，然后又被再劃分成兩個大小相等的數(shù)值為1/3Q-1/4△的副電荷包。

這里敘述的方法可以重復(fù)使用，直到誤差已經(jīng)降至可以接受的小數(shù)值為止。

圖5是一個橫向濾波器的平面圖，其中使用了根據(jù)本文的敘述的發(fā)明的誤差降低法。電荷輸運(yùn)溝道1被分離區(qū)20-23再劃分成五個寬度相等的副溝道。分離區(qū)20和23各有一個阻斷，結(jié)果使靠外副溝道中的副電荷包和相鄰的中心副溝道結(jié)合起來并又再劃分。具有數(shù)值Q的輸入信號被分離區(qū)20a、21、22、23a再劃分成五個副電荷包，在靠外副溝道中，副電荷包各具有1/5Q-△，而在靠內(nèi)的副溝道中，副電荷包各具有1/5Q+2/3△，通過分離區(qū)20b和23b，形成了四個各約為1/5Q-1/6△的副電荷包。副電荷包的中的誤差現(xiàn)甚至降低到原來的六分之一。在邊界區(qū)20b和23b分別和橫向溝道邊界2之間的靠外副溝道中，具有1/5Q-1/6△的副電荷包被根據(jù)二項式序列的分離區(qū)24和25再劃分成兩部分，每次一個部分被加至輸運(yùn)在電荷輸運(yùn)溝道中心部分的副電荷包，并又依次被分離區(qū)7再劃分成兩部分。參考數(shù)字28代表輸出，具有與所需因子相乘的最小延遲的輸出信號可以在該處導(dǎo)出，并通過導(dǎo)體29將輸出信號加至待加到其它輸出信號（未示出）的相加電路。

器件可以用本來就已知道的方法制造，在這里不需要再予解釋。

可以理解，本發(fā)明并不受限于這里所示的實(shí)施例，熟悉這種技術(shù)的專家有可能作出許多進(jìn)一步的變化，本發(fā)明也可用于其它用途的電荷耦合器件，在這種器件中要求被引入的電荷包有準(zhǔn)確的再劃分。